專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高抗震性的大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)組合體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑物鋼結(jié)構(gòu)體系，特別涉及一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)組合體系。
背景技術(shù)：
電力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在火力發(fā)電廠中采用大容量機(jī)組(600MW以上)，不僅技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，而且環(huán)保優(yōu)勢(shì)和節(jié)能降耗效果明顯，符合戰(zhàn)略大局，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。主廠房是火電廠的核心部分，一般采用包含汽機(jī)房、除氧間和煤倉(cāng)間的三列式結(jié)構(gòu)。在火電廠主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于生產(chǎn)工藝的要求，常常出現(xiàn)部分為多層、部分為單層 的大空間體系，該結(jié)構(gòu)體系與一般民用建筑中的框架結(jié)構(gòu)不同，由于設(shè)備種類(lèi)繁多，運(yùn)行參數(shù)復(fù)雜，導(dǎo)致其整體結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜，空間整體性能較差，荷載傳遞路線不明確，從而導(dǎo)致其抗震性能較差。過(guò)去中、小型機(jī)組主廠房常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，而隨著國(guó)家電力行業(yè)的發(fā)展，單機(jī)容量不斷增大，結(jié)構(gòu)高度、跨度、荷重也隨之加大，結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性更為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)承受的地震作用也更大，此時(shí)，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高烈度區(qū)大容量機(jī)組主廠房中已不適合，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)部分底層柱的軸壓比偏大，地震作用下結(jié)構(gòu)層間位移、頂點(diǎn)位移偏大等問(wèn)題，因此在8度設(shè)防及以上高烈度地區(qū)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)不能滿(mǎn)足大容量機(jī)組主廠房的要求。為了推進(jìn)火電廠結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新，改善主廠房結(jié)構(gòu)的抗震性能，亟待開(kāi)發(fā)出一種新型結(jié)構(gòu)體系，適用于高烈度區(qū)的大容量機(jī)組主廠房。鋼結(jié)構(gòu)布局靈活，機(jī)械化和工業(yè)化程度高，抗震性能好，是環(huán)保型的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)品。因此，大型火電主廠房采用鋼結(jié)構(gòu)組合體系，可以克服鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，滿(mǎn)足高烈度地區(qū)大容量機(jī)組主廠房剛度及承載力要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)組合體系，由兩個(gè)框架結(jié)構(gòu)和一個(gè)鋼骨架組成，體系中存在錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，抗震性能良好。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)組合體系，包括依次相接的第一框架結(jié)構(gòu)I、第二框架結(jié)構(gòu)2以及鋼骨架3，所述鋼骨架3是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結(jié)構(gòu)。第一框架結(jié)構(gòu)I高于第二框架結(jié)構(gòu)2，第二框架結(jié)構(gòu)2高于鋼骨架3。第一框架結(jié)構(gòu)I和第二框架結(jié)構(gòu)2均為多層鋼框架結(jié)構(gòu)。所述第一框架結(jié)構(gòu)I的框架中設(shè)置有若干鋼斜支撐4。所述第一框架結(jié)構(gòu)I的框架中設(shè)置有一個(gè)由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架5。所述第一框架結(jié)構(gòu)I與第二框架結(jié)構(gòu)2采用剛接方式連接，共用箱形柱13，第一框架結(jié)構(gòu)I上有箱形梁14，第二框架結(jié)構(gòu)2上有工字梁15，箱形柱13 —側(cè)外接箱形梁14，相對(duì)一側(cè)外接工字梁15，箱形梁14的上翼緣和工字梁15的上翼緣在同一水平面上，箱形梁14的下翼緣低于工字梁15的下翼緣，從而形成第一十字形不規(guī)則節(jié)點(diǎn)6。所述鋼骨架3的右邊柱11與上端鋼梁10的一端鉸接，左邊柱12與上端鋼梁10的另一端鉸接，所述第二框架結(jié)構(gòu)2與鋼骨架3交接于右邊柱11，所述鋼骨架3中設(shè)置有第一單跨兩層鋼框架8和第二單跨兩層鋼框架9。所述第二框架結(jié)構(gòu)2上有小工字梁17，所述第一單跨兩層鋼框架8上有大工字梁16，所述鋼骨架3的右邊柱11為工字柱，右邊柱11的右側(cè)接小工字梁17，左側(cè)接大工字梁16，所述小工字梁17的上翼緣和大工字梁16的上翼緣在同一水平面上，小工字梁17的下翼緣低于大工字梁16的下翼緣，形成第二十字形不規(guī)則節(jié)點(diǎn)7。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是I)施工方便，鋼構(gòu)件可以在加工廠中提前加工完成，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，直接吊裝到指定位置進(jìn)行連接，施工速度快；2)滿(mǎn)足工藝要求，節(jié)約鋼材，在不規(guī)則節(jié)點(diǎn)兩側(cè)采用不同截面高度的鋼梁，既可保證在荷載較大一側(cè)承載力滿(mǎn)足要求，又可以避免在荷載較小一側(cè)鋼材的浪費(fèi)；3)剛度大，承載力高，抗震性能好，試驗(yàn)研究表明，該鋼結(jié)構(gòu)組合體系的延性和耗能能力與鋼框架結(jié)構(gòu)相似，抗震性能完全優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，使鋼結(jié)構(gòu)主廠房體系能夠在高烈度區(qū)火電廠大容量主廠房中得以推廣應(yīng)用。


附圖為本發(fā)明鋼結(jié)構(gòu)組合體系示意圖的主視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如附圖所示，為一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)組合體系的主視圖。鋼結(jié)構(gòu)組合體系包括在水平方向上依次相接的第一框架結(jié)構(gòu)I、第二框架結(jié)構(gòu)2以及鋼骨架3，所述鋼骨架3是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結(jié)構(gòu)。其中第一框架結(jié)構(gòu)I和第二框架結(jié)構(gòu)2均為多層鋼框架結(jié)構(gòu)，第一框架結(jié)構(gòu)I高于第二框架結(jié)構(gòu)2，第二框架結(jié)構(gòu)2高于鋼骨架3，從而形成一種錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。第一框架結(jié)構(gòu)I的框架中設(shè)置有若干鋼斜支撐4和由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架5。第一框架結(jié)構(gòu)I與第二框架結(jié)構(gòu)2采用剛接方式連接，共用箱形柱13，第一框架結(jié)構(gòu)I上有箱形梁14，第二框架結(jié)構(gòu)2上有工字梁15，箱形柱13 —側(cè)外接箱形梁14，相對(duì)一側(cè)外接工字梁15，箱形梁14的上翼緣和工字梁15的上翼緣在同一水平面上，箱形梁14的下翼緣低于工字梁15的下翼緣，從而形成第一十字形不規(guī)則節(jié)點(diǎn)6。鋼骨架3的右邊柱11與上端鋼梁10的一端鉸接，左邊柱12與上端鋼梁10的另一端鉸接，所述第二框架結(jié)構(gòu)2與鋼骨架3交接于右邊柱11。所述鋼骨架3中設(shè)置有第一單跨兩層鋼框架8和第二單跨兩層鋼框架9，第一單跨兩層鋼框架8和第二單跨兩層鋼框架9內(nèi)部的梁柱間都采用剛接方式；第二框架結(jié)構(gòu)2上有小工字梁17，所述第一單跨兩層鋼框架8上有大工字梁16，所述鋼骨架3的右邊柱11為工字柱，右邊柱11的右側(cè)接小工字梁17，左側(cè)接大工字梁16，所述小工字梁17的上翼緣和大工字梁16的上翼緣在同一水平面上，小工字梁17的下翼緣低于大工字梁16的下翼緣，形成第二十字形不規(guī)則節(jié)點(diǎn)7。本發(fā)明的工作原理是鋼結(jié)構(gòu)組合體系由第一框架結(jié)構(gòu)I、第二框架結(jié)構(gòu)2和鋼骨架3組成，第一鋼框架I的底層層高較大，頂部設(shè)置由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架5，提高其剛度。第一鋼框架I加入若干鋼斜支撐4，既可以減少用鋼量，也能確保剛度和承載力，符合抗軸力構(gòu)件比抗彎構(gòu)件傳力效率高的基本原理。鋼骨架3可以保證結(jié)構(gòu)具有較大的操作空間，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，下部設(shè)置兩個(gè)單跨兩層的鋼框架，既可提高結(jié)構(gòu)整體的剛度，又可作為生產(chǎn)中的操作平臺(tái)。第二鋼框架2承受的荷載小于第一鋼框架I以及鋼骨架3中設(shè)置的鋼框架，因此鋼框架I和鋼骨架3中鋼框架的鋼梁的截面比鋼框架2中高得多，從而使鋼梁與鋼柱連接形成十字形不規(guī)則節(jié)點(diǎn)，提高了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪能力，節(jié)約鋼材。鋼梁與鋼柱采用栓焊混合連接或全焊連接的剛性連接，在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的梁翼緣對(duì)應(yīng)高度處設(shè)置加勁肋，保證傳力明確。該鋼結(jié)構(gòu)組合體系既能夠滿(mǎn)足大容量機(jī)組主廠房的工藝要求，又具有良好的承載能力和抗震性能。
權(quán)利要求
1.一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，包括依次相接的第一框架結(jié)構(gòu)(I)、第二框架結(jié)構(gòu)(2)以及鋼骨架(3)，所述鋼骨架(3)是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，第一框架結(jié)構(gòu)(I)高于第二框架結(jié)構(gòu)(2)，第二框架結(jié)構(gòu)(2)高于鋼骨架(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，第一框架結(jié)構(gòu)(I)和第二框架結(jié)構(gòu)(2)均為多層鋼框架結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，所述第一框架結(jié)構(gòu)(I)的框架中設(shè)置有若干鋼斜支撐(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，所述第一框架結(jié)構(gòu)(I)的框架中設(shè)置有一個(gè)由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架(5 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，所述第一框架結(jié)構(gòu)(I)與第二框架結(jié)構(gòu)(2)采用剛接方式連接，共用箱形柱(13)，第一框架結(jié)構(gòu)(I)上有箱形梁(14)，第二框架結(jié)構(gòu)(2)上有工字梁(15)，箱形柱(13) —側(cè)外接箱形梁(14)，相對(duì)一側(cè)外接工字梁(15)，箱形梁(14)的上翼緣和工字梁(15)的上翼緣在同一水平面上，箱形梁(14)的下翼緣低于工字梁(15)的下翼緣，從而形成第一十字形不規(guī)則節(jié)點(diǎn)(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，所述鋼骨架(3)的右邊柱(11)與上端鋼梁(10)的一端鉸接，左邊柱(12)與上端鋼梁(10)的另一端鉸接，所述第二框架結(jié)構(gòu)(2)與鋼骨架(3)交接于右邊柱(11)，所述鋼骨架(3)中設(shè)置有第一單跨兩層鋼框架(8)和第二單跨兩層鋼框架(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼結(jié)構(gòu)組合體系，其特征在于，所述第二框架結(jié)構(gòu)(2)上有小工字梁(17)，所述第一單跨兩層鋼框架(8)上有大工字梁(16)，所述鋼骨架(3)的右邊柱(11)為工字柱，右邊柱(11)的右側(cè)接小工字梁(17)，左側(cè)接大工字梁(16)，所述小工字梁(17)的上翼緣和大工字梁(16)的上翼緣在同一水平面上，小工字梁(17)的下翼緣低于大工字梁(16)的下翼緣，形成第二十字形不規(guī)則節(jié)點(diǎn)(7)。
全文摘要
一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)組合體系，包括依次相接的第一框架結(jié)構(gòu)、第二框架結(jié)構(gòu)以及鋼骨架，所述鋼骨架是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結(jié)構(gòu)，第一框架結(jié)構(gòu)和第二框架結(jié)構(gòu)均為多層鋼框架結(jié)構(gòu)，并且第一框架結(jié)構(gòu)高于第二框架結(jié)構(gòu)，第二框架結(jié)構(gòu)高于鋼骨架，本發(fā)明施工方便，鋼構(gòu)件可以在加工廠中提前加工完成，到現(xiàn)場(chǎng)直接吊裝到指定位置進(jìn)行連接，施工速度快，在不規(guī)則節(jié)點(diǎn)兩側(cè)采用不同截面高度的鋼梁，既可保證在荷載較大一側(cè)承載力滿(mǎn)足要求，又可以避免在荷載較小一側(cè)鋼材的浪費(fèi)，該鋼結(jié)構(gòu)組合體系的延性和耗能能力與鋼框架結(jié)構(gòu)相似，抗震性能完全優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能夠在高烈度區(qū)火電廠大容量主廠房中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102704718SQ201210171029
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者劉祖強(qiáng), 彭修寧, 梁炯豐, 薛建陽(yáng) 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)